Эффективность ферментных препаратов при биоконверсии вторичных продуктов переработки зерновых культур

Ферментативная модификация белков растительного сырья, в том числе и белков зерновых культур, представляет собой важный этап в перспективных технологиях глубокой переработке зернового сырья. В результате модификации белковых компонентов зерна и муки с применением ферментных препаратов протеолитического действия могут быть получены продукты гидролиза с определенным профилем пептидов и набором аминокислот, обладающие специфическими свойствами [1].

При традиционной характеристике ферментных препаратов, выявление оптимума температуры и рН, как и других кинетических параметров, проводится с использованием стандартного субстрата [1,2]. Вместе с тем, в условиях конкретной технологии пищевого производства, в качестве последнего, выступает сложная гетерогенная система, что приводит к изменению основных кинетических параметров ферментативной реакции.

Состав зернового субстрата может оказывать влияние на характер протекания процесса протеолиза и изменить оптимальные значения температуры и рН [3]. В таблицах 1 и 2 представлены основные кинетические характеристики ферментативной реакции гидролиза белков тритикалевых и ржаных отрубей ферментными препаратами протеаз бактериального (Нейтраза 1,5 МG; Алкалаза FG) и грибного (Протеаза GC-106; Дистицим Протацид Экстра) происхождения.





Принимая во внимание сложное строение клеточной стенки (основной составляющей отрубей), для ее деградации и увеличении степени извлечения белка требуются ферментные препараты, обладающие целым комплексом активностей: целлюлазной, гемицеллюлазной и пектолитической.

Характеристика ферментативной реакции гидролиза некрахмальных полисахаридов тритикалевых и ржаных отрубей при действии ферментных представлена в таблице 3. Оптимумы температуры и рН были выявлены при изучении активности исследуемых ферментных препаратов в диапазоне 20–80ºС и рН 3.0 – 8.0.

Для оценки эффективности действия исследуемых ферментных препаратов ферментативный гидролиз проводили при оптимальных условиях, которые были подобраны экспериментально. Инкубационная смесь состояла из отрубей, воды (гидромодуль 1:10), соответствующего буфера (20% от объема) и ферментного препарата из расчета конечной концентрации соответствующей оптимальной. Отбор проб проводили через каждые 30 мин в течение 2 часов, переносили в центрифужные стаканчики и центрифугировали при 6000 об/мин в течение 10 мин. Надосадочную жидкость использовали для определения восстанавливающих сахаров (редуцирующих веществ) по методу Бертрана и количества растворимого белка по методу Лоури [4].

Эффективность гидролиза оценивали по накоплению РВ и растворимого белка. Показано, что использование ферментного препарата «Шеразим 500 L» увеличивает количество РВ и растворимого белка в 2 раза; препарата «Вискоферм L» – РВ в 1,5 раза, а растворимого белка в 2,5 раза (рис1).


Применение ферментных препаратов «Целловиридина Г20Х» и «Дистицима GL» при гидролизе некрахмальных полисахаридов ржаных отрубей позволило увеличить количество РВ в 1,5 и 2,0 раза и растворимого белка в 2,0 – 3,0 раза соответственно (рис. 2).

Полученные данные свидетельствуют о возможности использования исследуемых препаратов при ферментативной модифи- кации тритикалевых и ржаных отрубей как по отдельности, так и в составе мульэнзимных композиций на основе протеолитических и целлюлолитических ферментных препаратов, что позволит существенно увеличить пищевую ценность вторичных продуктов переработки зерна при их использовании в кормах и пищевых продуктах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Meleshkina E.P., Pankratov G.N., Vitol I.S., Kandrokov R.H., Tulyakov D.G. Innovative Trends in the Development of Advanced Triticale Grain Processing Technology // Foods and Raw Materials. – 2017. – Vol. 5. – Issue 2. – рр. 70-82. DOI: 10.21179/2308-4057-2017-2-70-82.
2. Витол И.С., Мелешкина Е.П., Карпиленко Г.П. Биоконверсия тритикалевых отрубей с использованием ферментных препаратов целлюлолитического и протеолитического действия // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2016. – № 10. – С.35-38.
3. Мелешкина Е.П., Витол И.С., Кандроков Р.Х. Продукты переработки зерна тритикале как объект для ферментативной модификации // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2016. – № 9. – С.14-18.
4. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А., Колпакова В.В., Витол И.С., Кобелева И.Б. Северененко С.М., Вяльцева И.Б. Пищевая химия. Лабораторный практикум. – СПб.: ГИОРД. – 2006. – 304 с.

Султанов Ильдар Вячеславович, студент, ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств», г. Москва
Витол Ирина Сергеевна, кандидат биологических наук, доцент, ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств», старший научный сотрудник, «Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки» – филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН, г. Москва

Статья опубликована в сборнике:
Материалы конференций ГНИИ «НАЦРАЗВИТИЕ». Февраль 2018: Сборник избранных статей. – СПб.: ГНИИ «Нацразвитие», 2018. – С.53-57.